对供需比和蓄水系数的农业分析农科论文
1逐月区域农业用水供需比
与农业缺水以月为单元,计算20062010年云南各州市的区域农业用水供需比。为反映水库在旱季和雨季的蓄水特点,采用区域水库农业蓄水系数C来表示不同月份水库农业可供水量的差别。考虑水文丰枯条件和农业用水规律,在雨季的610月,降水丰沛,水库能够充分满足农业用水需求,则C=1;云南于1112月结束汛期,水库蓄水仍有部分通过流域汇水补给,C缓慢衰减,故C在11月和12月分别为0.9和0.8;而自次年1月开始,水库得不到降水补给,又要兼顾农业用水,故C加速衰减。
5月从旱季向雨季过渡,降雨条件尚不稳定,农业需要灌溉,水库需要补水,设C为0.5。用表4给出的各月区域水库农业蓄水系数计算20062010年云南各州市各月区域农业用水供需比,汇总结果如图2所示。35月农业用水量较大,对应月份供需比较高;峰值集中出现在4月,几乎全部超过1,需水大于供水,意味着云南农业面临缺水,发生旱灾的风险大。除4月外的其它月份,仅个别地区存在缺水的状况。
4月的缺水,是春耕需水量大、旱季末期水库蓄水不足、雨季尚未到来等多种因素共同作用的结果。一旦此时供水不足,将影响春耕,对农业生产造成极大危害。基于水库保障农业用水的考虑,应给4月春耕配给足量蓄水。为此,令4月RA=1,计算该月区域水库农业蓄水系数(如图3)。计算表明,除怒江、迪庆外,各州市4月农业需水均在当地供水能力承受范围内(C<1);多数地区要求c>0.2,考虑到4月仍属旱季,加之当地中小水库无多年调节能力,较难满足这一要求。
2水利设施对旱季农业用水的保障能力
仅考虑单月农业用水必将损害其他月份的用水需求。对于雨季与旱季分明的云南,重点在于保障整个旱季的农业用水。应统筹考虑旱季用水,合理分配旱季各月用水。为此考察云南现有水利设施是否足以保障旱季农业用水。令旱季(每年11月至次年4月)各月RA=1,在保障旱季工业和生活用水的前提下,计算旱季各月C值并求和,可得当地各水库对旱季农业用水的保障情况(如图4)。
结果:临沧在研究期的四个旱季均出现C值之和大于1的情况,表明这些地区的水库在保障旱季农业用水上存在困难。其他出现困难的地区有:昭通(20092010)、普洱(20072008)、红河(20062007)、文山(20072008)。临沧市旱季C值远大于1,表明当地水库的蓄水能力严重不足。考虑到本研究选取的主要农作物种植面积约占全省总播种面积的60%,保山、昭通、普洱、临沧、文山、德宏等6州市历年旱季C值超过0.5,很难保障旱季的农业用水需求,遭受旱灾的'风险较大;相对而言,对于旱季C值低于0.5的州市,则风险较小。
3水利设施对全年农业用水的保障能力
在全年降水不足的情况下,水库承担更多保障农业用水的责任,即保障当地全年的农业用水。因此需要分析云南各地的年总C值,即令RA=1,在保障全年工业和生活用水的条件下,求得同一年份内各月的C值并求和,结果如图5。由图5可见,全省的年总C值仅2007年低于1,其余均在1以上;其中年总C值最高的是2006年,其次为2010年,再次为2009年,这3年的年总C值均大于1.3,这表明全省从整体上无法保证全年的农业用水,农业干旱很严重;而2008年的年总C值未超过1.1,表明农业供水量不足,出现较轻程度的干旱。除怒江、迪庆以外的14州市中,2006—2010年各年年总C值超过1的州市数分别为9、7、6、9、9。
换言之,若当年水库无有效补充,则农业必遭旱灾。保山、昭通、临沧、红河、文山、德宏5年的年总C值均高于1,普洱4年,大理3年,西双版纳有2年,丽江、楚雄有1年,而昆明、曲靖、玉溪没有高于1的年份。据此认为,保山、昭通、临沧、红河、文山、德宏、普洱、大理的水库蓄水难以保障全年的农业需水,遭遇旱灾的风险较大;其它州市可以通过合理调度水库蓄水避免或减缓旱灾。2006年与2010年同为大旱年,全省范围的年总C值,2006年高于2010年,表明总体旱情以2006年为严重。但具体到各地市,曲靖、玉溪、保山、昭通、丽江、普洱、临沧、文山2010年的C值高于2006年,表明此8州市的旱情以2010年为严重;而昆明、楚雄、红河、西双版纳、大理、德宏2006年旱情更严重。本文来自于《水利学报》杂志。水利学报杂志简介详见
4结论
本文采用区域农业用水供需比和区域水库农业蓄水系数分析云南近年的干旱,得出如下结论:
(1)云南各地农业用水缺口集中出现在4月,原因是春耕需水量大、水库蓄水不足、降水少;其余月份仅个别地区可能出现用水缺口。就旱季而言,除临沧外,如能合理调度和运用水库,则足以保障主要农作物的用水;但临沧旱季农业供水能力严重不能满足需水。全年降水不足条件下,全省整体将面临供水不足,其中保山、昭通、普洱、临沧、红河、文山、大理、德宏等8州市缺水情况较严重,受灾风险大。2006年与2010年旱情严重,昆明、楚雄等地2006年旱情较重,而曲靖、玉溪等地2010年旱情更重,全省整体而言2006年比2010年旱情稍重。
(2)区域农业用水供需比能够反映区域农业干旱状况。区域水库农业蓄水系数能够反映水库蓄水量和调蓄能力对农业需水的保障作用。两者共同的优点是意义明确、计算简单,可用于省、市、县等不同尺度的分析。综合采用这两个指标,可揭示区域农业用水在季节、月份等特定时段内的供需矛盾,有助于澄清干旱原因和制订区域水利发展规划。致谢:云南省普洱市水务局马相明先生和普洱市防汛抗旱办公室阳佳先生陪同长途驱车考察并提供水文数据;北京大学城市与环境学院赵昕奕副教授提供降水数据;长江水利委员会规划局吴志广先生和长江科学院陈进先生提供宝贵建议,并鼓励将成果整理发表。在此深表谢忱!
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